1、 工作情景描述工作情景描述 一辆一辆2006年产丰田卡罗拉轿车，行驶里程为年产丰田卡罗拉轿车，行驶里程为120，000km，蓄电池常亏电，经检查发电机总成故障，需要对发电机总成蓄电池常亏电，经检查发电机总成故障，需要对发电机总成进行拆检与修复。进行拆检与修复。学习任务学习任务2 发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 汽车电器系统故障诊断与维修汽车电器系统故障诊断与维修学习目标：学习目标：1能查阅汽车维修手册等技术资料，以小组合作方式拟定发电能查阅汽车维修手册等技术资料，以小组合作方式拟定发电机总成拆装与检查方案和工作计划；机总成拆装与检查方案和工作计划；2能严格按照维修手册操作规范和步骤，
2、正确选用和使用工具能严格按照维修手册操作规范和步骤，正确选用和使用工具和仪器，独立完成发电机总成的拆解、检查与重新装配作业；和仪器，独立完成发电机总成的拆解、检查与重新装配作业；3能严格按照维修手册操作规范和步骤，正确选用和使用工具能严格按照维修手册操作规范和步骤，正确选用和使用工具和检测仪器，进行发电机总成拆卸、安装与维护作业；和检测仪器，进行发电机总成拆卸、安装与维护作业；4能记录与评价发电机总成拆装与检查工作结果；能记录与评价发电机总成拆装与检查工作结果；5能注意工作安全，保持工作环境整洁。能注意工作安全，保持工作环境整洁。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查
3、交流发电机是汽车的主要电源。交流发电机是汽车的主要电源。交流发电机的主要任务是在发动机正常运转时向所有的交流发电机的主要任务是在发动机正常运转时向所有的用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查一、交流发电机的构造一、交流发电机的构造 组成：由转子、定子、整流器、电压调节器、端盖、风扇组成：由转子、定子、整流器、电压调节器、端盖、风扇和带轮等组成。和带轮等组成。图图 1 汽车交流发电机的基本结构汽车交流发电机的基本结构 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查
4、学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 1 1、转子转子 转子的功用：转子的功用：产生旋转的磁场。转子主要由两块爪极、磁产生旋转的磁场。转子主要由两块爪极、磁扼、磁场绕组、滑环、转子轴等组成。扼、磁场绕组、滑环、转子轴等组成。图图 2 转子结构图转子结构图1-滑环；滑环；2-转子轴；转子轴；3-爪极；爪极；4-磁扼；磁扼；5-磁场绕组磁场绕组 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查（a）磁场的磁感线分布）磁场的磁感线分布 （b）磁场电路原理）磁场电路原理 图图3 转子磁场的磁感线分布
5、与磁场电路原理转子磁场的磁感线分布与磁场电路原理1、5-电刷；电刷；2,4-滑环；滑环；3-磁场绕组；磁场绕组；6-点火开关；点火开关；7-蓄电池蓄电池 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查2、定子、定子 定子的功用：定子的功用：产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组构成。产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组构成。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查图图 4 定子绕组的连接方式定子绕组的连接方式 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查3、整流器、整流器 整流器的作用：整流器的作用：将定子内产生的交流电转变成直流电对将定子
6、内产生的交流电转变成直流电对外输出。外输出。整流器构成：整流器构成：由由2块相互绝缘的整流板和压装（或焊装）块相互绝缘的整流板和压装（或焊装）在整流板上的在整流板上的611只整流二极管构成。只整流二极管构成。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查（a）星形联结（）星形联结（b）三角形联结）三角形联结 图图6 交流发电机整流器与定子连接电路图交流发电机整流器与定子连接电路图 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查4、端盖与
7、电刷总成、端盖与电刷总成 端盖的作用：端盖的作用：支撑转子、定子、整流器和电刷组，端支撑转子、定子、整流器和电刷组，端盖由前、后端盖两部分构成。盖由前、后端盖两部分构成。端盖一般由铝合金铸造，既可以有效防止漏磁，又具端盖一般由铝合金铸造，既可以有效防止漏磁，又具有良好的散热性。后端盖上装有电刷组件。有良好的散热性。后端盖上装有电刷组件。风扇：风扇：发电机强制通风。发电机强制通风。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 电刷的作用：电刷的作用：将电源通过滑环引人磁场绕组。将电源通过滑环引人磁场绕组。电刷组件组成：电刷组件组成：由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。由电刷、电刷架和
8、电刷弹簧组成。电刷架有两种结构形式：电刷架有两种结构形式：外装式和内装式外装式和内装式（a）外装式）外装式 （b）内装式）内装式 图图7 电刷组件电刷组件 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 二、工作原理二、工作原理 图图8 交流发电机发电原理示意图交流发电机发电原理示意图1-定子铁心；定子铁心；2-定子绕组；定子绕组；3-转子；转子；4-磁场绕组；磁场绕组；5-整流二极管；整流二极管；6-电刷电刷 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动，在三当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动
9、，在三相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位相差相绕组中产生频率相同、幅值相等、相位相差120的正弦电动的正弦电动势，如下所示：势，如下所示：)120sin(2)120sin()120sin(2)120sin()sin(2)sin(tEtEetEtEetEtEemCmBmA式中，式中，Em 相电动势的最大值相电动势的最大值 E 相电动势许多有效值相电动势许多有效值 电角度，电角度，=2f 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 发电机每相绕组所产生的电动势的有效值为：发电机每相绕组所产生的电动势的有效值为：式中，式中，K 定子绕组系数，一般小于定子绕组系数，一般小于1；f
10、 感应电动势的频率，感应电动势的频率，单位：，单位：Hz；N 每相绕组的匝数；每相绕组的匝数；磁极的磁通，单位：磁极的磁通，单位：Wb。小结：交变电动势的有效值取决于转速和转子的磁通量。小结：交变电动势的有效值取决于转速和转子的磁通量。6044.444.4PnKNKfNE60Pnf 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查三、整流原理三、整流原理 1、二极管的导通原则、二极管的导通原则（1）当）当3只二极管的负极端连接在一起时，称为正二极管，其只二极管的负极端连接在一起时，称为正二极管，其正极电位最高者导通。正极电位最高者导通。（2）当）当3只二极管的正极端连接在一起时，
11、称为负二极管，其只二极管的正极端连接在一起时，称为负二极管，其负极电位最低者导通。负极电位最低者导通。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 2、六管交流发电机的整流原理、六管交流发电机的整流原理图图9 六管交流发电机整流电路原理图六管交流发电机整流电路原理图 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 在负载在负载R上可获得一个比较稳定的直流脉动电压。交上可获得一个比较稳定的直流脉动电压。交流发电机输出电压的平均值为：流发电机输出电压的平均值为：Uav=2.34 U 式中，式中，Uav 输出直流电压平均值；输出直流电压平均值；U 发电机相电压的有效
12、值。发电机相电压的有效值。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查3、八管交流发电机的整流原理、八管交流发电机的整流原理 图图10 八管交流发电机整流电路图八管交流发电机整流电路图 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查中性点电压的用途：中性点电压的用途：中心点电压常用来控制各种用处的继电器（如磁中心点电压常用来控制各种用处的继电器（如磁场继电器、充电指示灯继电器等）。场继电器、充电指示灯继电器等）。增大功率输出（八管交流发电机即为利用中性点增大功率输出（八管交流发电机即为利用中性点电压提高发电机功率输出的）电压提高发电机功率输出的）。试验表明：加
13、装中性点二极管的交流发电机在结构不变试验表明：加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发电机的功率的情况下可以提高发电机的功率10%15%之间。之间。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查4、九管交流发电机的整流原理、九管交流发电机的整流原理九管交流发电机除常用的九管交流发电机除常用的6个二极管，又增加个二极管，又增加3个功率较小的二极管，个功率较小的二极管，专门用来供给磁场电流，又称为磁场二极管。专门用来供给磁场电流，又称为磁场二极管。图图11 九管交流发电机整流电路图九管交流发电机整流电路图 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检
14、查（1）发电机工作时，充电指示灯由蓄电池端电压与磁）发电机工作时，充电指示灯由蓄电池端电压与磁场二极管输出端场二极管输出端L的电压的电压UL的差值控制。的差值控制。（2）发电机转速升高，）发电机转速升高，UL增高，指示灯亮度减弱。增高，指示灯亮度减弱。（3）当发电机电压达到蓄电池充电电压时，发电机开）当发电机电压达到蓄电池充电电压时，发电机开始自励，指示灯因两端的电位相等而熄灭，表示发电始自励，指示灯因两端的电位相等而熄灭，表示发电机已经正常工作。机已经正常工作。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 充电指示灯的作用：充电指示灯的作用：（1）若忘记关电源开关，指示灯亮
15、）若忘记关电源开关，指示灯亮 （2）发电机正常工作时，指示灯灭）发电机正常工作时，指示灯灭 （3）当发电机转速降低或发电机有故障，由于指示灯两端电）当发电机转速降低或发电机有故障，由于指示灯两端电压增大，指示灯亮压增大，指示灯亮 结论：结论：（1）充电指示灯充电指示灯用于提醒司机及时关闭电源开关用于提醒司机及时关闭电源开关 （2）充电指示灯充电指示灯反映发电机的工作状况。反映发电机的工作状况。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查5、十一管交流发电机的整流原理、十一管交流发电机的整流原理 11管交流发电机的整流器由管交流发电机的整流器由8只大功率整流二极管（其中只大功率
16、整流二极管（其中2只中只中性点二极管）和性点二极管）和3只磁场二极管组成。只磁场二极管组成。图图12 十一管交流发电机的充电系统电路图十一管交流发电机的充电系统电路图 学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 8只整流管（其中只整流管（其中6只接三相绕组，只接三相绕组，2只接中性点）组成全只接中性点）组成全波桥式整流电路对外负载输出，波桥式整流电路对外负载输出，输出端为输出端为B+。3只小功率磁场二极管与只小功率磁场二极管与3只大功率负极管也组成三相全波只大功率负极管也组成三相全波桥式整流电路，为发电机磁场供电和控制充电指示灯电路，桥式整流电路，为发电机磁场供电和控制充电
17、指示灯电路，输出端为输出端为D+。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查 发电机的外部有两个接线柱：火线接线柱发电机的外部有两个接线柱：火线接线柱B+和磁和磁场电路输出端接线柱场电路输出端接线柱D+。火线接线柱火线接线柱B+向全车供电；向全车供电；磁场接线柱磁场接线柱D+的作用是由蓄电池向励磁绕组提供的作用是由蓄电池向励磁绕组提供励磁电流使发电机发电，并且控制充电指示灯电路。励磁电流使发电机发电，并且控制充电指示灯电路。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查6、励磁方式、励磁方式 采用采用他励他励和和自励自励两种励磁方式。两种励磁方式。当发电机输出电压高于蓄电池电压，一般发电机的转速当发电机输出电压高于蓄电池电压，一般发电机的转速达到达到1000r/min左右时，励磁电流便由发电机自身供给，左右时，励磁电流便由发电机自身供给，这种方式成为自励。这种方式成为自励。学习任务学习任务2.1发电机总成拆装与检查发电机总成拆装与检查
